趙 揚(yáng)，耿靖坤，高 翌

（河南矛盾日化股份有限公司，河南 開封 475004）

異構(gòu)醇聚氧乙烯醚在高濃縮洗衣液中的應(yīng)用研究

趙 揚(yáng)，耿靖坤，高 翌

（河南矛盾日化股份有限公司，河南 開封 475004）

高濃縮洗衣液是洗衣液的發(fā)展方向，但存在溶液穩(wěn)定性差和水中難分散的問題。異構(gòu)醇聚氧乙烯醚環(huán)境相容性好，是取代烷基酚乙氧基化物的較好產(chǎn)品。通過對(duì)泡沫、去污、溶液的穩(wěn)定性和水溶分散性進(jìn)行試驗(yàn)研究，證實(shí)異構(gòu)醇聚氧乙烯醚是一種去污性好的低泡性型非離子表面活性劑。異構(gòu)醇聚氧乙烯醚及其復(fù)配AES、AEO-9的高活性物溶液具有很好的穩(wěn)定性和水溶分散性。用異構(gòu)醇聚氧乙烯醚取替溶劑，優(yōu)選出含總活性物73%的高濃縮洗衣液配方。該配方的穩(wěn)定性很好，去污效果優(yōu)于市售的品牌洗衣液。

高濃縮；洗衣液；非離子表面活性劑；異構(gòu)醇聚氧乙烯醚

目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的洗衣液多為普通型，活性物含量在20%左右。在發(fā)達(dá)國(guó)家，濃縮化已成為洗滌劑工業(yè)可持續(xù)發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新的主要趨勢(shì)。2008年，西歐市場(chǎng)洗衣液中的表面表面活性劑含量一般在15%～45%，某品牌產(chǎn)品的活性物甚至高達(dá)55%[1]。

近年來，中國(guó)洗滌用品工業(yè)協(xié)會(huì)加大了推進(jìn)洗滌劑濃縮化工作的力度，將之作為推動(dòng)洗滌用品行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的主要內(nèi)容。2011年，在前期推進(jìn)洗衣粉濃縮化工作的基礎(chǔ)上，又啟動(dòng)了洗滌劑濃縮化工作，涵蓋的產(chǎn)品對(duì)象擴(kuò)大到洗衣液和洗衣粉[2]。隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，各種濃縮型洗滌劑成為合成洗滌劑的發(fā)展方向。

洗衣液本身就具有節(jié)能、減排的屬性。高濃縮洗衣液可以進(jìn)一步大大節(jié)約企業(yè)包裝費(fèi)用和運(yùn)輸成本，降低不必要的能源浪費(fèi)。由于活性物的含量很高，高濃縮洗衣液配方容易出現(xiàn)溶液凝膠和水中分散性差等現(xiàn)象。經(jīng)查找高濃縮洗衣液的資料，相關(guān)信息較少。有人曾通過加入助溶劑乙醇的辦法嘗試解決這個(gè)問題[3]，但加入的乙醇或異丙醇等溶劑本身去污力作用較小，還存在很大的氣味。而且，這種方法與洗衣粉中大量使用元明粉一樣存在浪費(fèi)，還可能存在一定的安全隱患。

異構(gòu)醇聚氧乙烯醚（簡(jiǎn)稱異構(gòu)醇醚）是異構(gòu)醇和環(huán)氧乙烷反應(yīng)生成的非離子型表面活性劑。與典型的直鏈AEO如十二碳醇相比，支鏈型AEO有更好的清潔效果，對(duì)油脂的乳化效果也較理想，且較低摩爾環(huán)氧乙烷加成物比相同分子質(zhì)量的直鏈醇環(huán)氧乙烷加成物具有更好的潤(rùn)濕性能[4-5]。生物降解性測(cè)定結(jié)果顯示，AES和異構(gòu)13醇AEO7只需1d就能完全降解，好于TX-10和LAS的生物降解性。異構(gòu)13醇醚系列產(chǎn)品的表面活性高、環(huán)境相容性好，是取代烷基酚乙氧基化物的較好產(chǎn)品[6-7]。本實(shí)驗(yàn)通過對(duì)異構(gòu)醇醚泡沫、去污等性能進(jìn)行試驗(yàn)，進(jìn)而優(yōu)選出高濃縮的洗衣液配方，為其在高濃縮洗衣液中的推廣應(yīng)用提供參考依據(jù)。

1. 試驗(yàn)部分

1.1 主要原料與設(shè)備

SF-70（C10異構(gòu)醇醚7EO），98%，埃克森美孚；SF-90（C10異構(gòu)醇醚9EO），98%，98%，美孚；1309（C13異構(gòu)醇醚9EO），98%，?？松梨冢?307（C13異構(gòu)醇醚7EO），98%，埃克森美孚；AES（脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉），70%，湖南麗臣；AEO-9（脂肪醇聚氧乙烯醚），99%，吉林石化；增白劑CBW-02，陜西石化研究院。

標(biāo)準(zhǔn)污布：碳黑污布（JB-01）、皮脂污布（JB-03），中國(guó)日用化學(xué)工業(yè)研究院。

WSD-Ⅲ型白度計(jì)，北京康光儀器有限公司；QW-2型立式去污機(jī)，中國(guó)日用化學(xué)工業(yè)研究院。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 去污試驗(yàn)

表面活性劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.04%（以100%活性物計(jì)），高濃縮洗衣液和普通洗衣液分別按照0.1%和0.3%濃度進(jìn)行測(cè)試。按GB/T 13174-1991測(cè)定去污力，用250ppm的硬水配成的溶液，去污差值＝洗后白布讀數(shù)－洗前白布讀數(shù)。

1.2.2 泡沫試驗(yàn)

表面活性劑泡沫按0.05%的濃度（異構(gòu)醇醚與AES復(fù)配中按照有效物含量質(zhì)量比2∶1），高濃縮洗衣液和普通洗衣液分別按照0.1%和0.3%濃度進(jìn)行測(cè)試。按GB/T 7462-1994，采用150ppm硬水，使用羅氏泡沫儀恒溫，在40℃記錄當(dāng)時(shí)和5min后的泡沫高度。

1.2.3 溶液穩(wěn)定性試驗(yàn)

將表面活性劑按有效物含量（表面活性劑復(fù)配按照有效

物含量質(zhì)量比2∶1）配制成不同濃度的溶液，并放置在0℃冰箱中，觀察溶液的狀態(tài)看是否出現(xiàn)凝膠或結(jié)塊等現(xiàn)象。

1.2.4 水溶分散性試驗(yàn)

將約1g表面活性劑或含1g表面活性劑的溶液倒入100g 10℃或20℃的蒸餾水中，用玻璃棒攪拌，觀察在水中的分散情況。

2. 結(jié)果與討論

2.1 去污性能

采用JB-01碳黑污布和0.04%的濃度進(jìn)行表面活性劑去污試驗(yàn)。由表1看出，異構(gòu)醇醚的去污性能機(jī)關(guān)低于AEO-9，但好于AES，因此也具有很好的去污效果。值得注意的是，非離子表面活性劑較陰離子表面活性劑具有更低的CMC值。

此外，異構(gòu)醇醚中1309的去污性能最好，異構(gòu)醇醚C13的去污性能略好于異構(gòu)醇醚C10。這說明，同系表面活性劑隨著疏水基碳鏈增長(zhǎng)，cmc值下降而去污性能提高。去污力檢測(cè)結(jié)果與相關(guān)資料相符。

2.2 泡沫性能

泡沫是洗滌衣物過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象，也是衡量表面活性劑功能與應(yīng)用范圍的一項(xiàng)主要指標(biāo)。泡沫豐富的洗滌劑適合手洗，但不易漂清；低泡的洗滌劑適合機(jī)洗，可節(jié)省清洗時(shí)間和用水量。

表2和表3關(guān)于泡沫性能的試驗(yàn)結(jié)果顯示，AEO-9和異構(gòu)醇醚的泡沫都比AES的泡沫要低很多，且異構(gòu)醇醚的泡沫穩(wěn)定性不如AEO-9。異構(gòu)醇醚中，含碳鏈較長(zhǎng)的1309和1307的泡沫較高。異構(gòu)醇醚復(fù)配AES后泡沫高度和穩(wěn)定性提高明顯，其中SF-70和SF-90同AES復(fù)配的泡沫高度基本達(dá)到AES的泡沫高度。由此看出，異構(gòu)醇醚的泡沫高度和泡沫穩(wěn)定性較差，復(fù)配AES后其泡沫性能大幅提高，顯示這兩者之間具有很好的復(fù)配性能。

表1 表面活性劑的去污性能

表2 異構(gòu)醇醚的泡沫性能

表3 異構(gòu)醇醚與AES復(fù)配的泡沫性能

2.3 溶液穩(wěn)定性

常溫下，LAS含量超過20%的水溶液會(huì)出現(xiàn)混濁現(xiàn)象，AES或AEO-9含量超過30%時(shí)則會(huì)出現(xiàn)凝膠和結(jié)塊現(xiàn)象。普通洗衣液中由于表面活性劑含量較低，一般不存在這個(gè)問題。濃縮型洗衣液中的表面活性劑含量很高，尤其是在低溫下，由于溶解度、凝固點(diǎn)等原因，更易出現(xiàn)凝膠和結(jié)塊現(xiàn)象。

通過溶液的低溫穩(wěn)定性試驗(yàn)（表4），發(fā)現(xiàn)異構(gòu)醇醚SF-70比1307具有更好的水溶液穩(wěn)定性，含量80% SF-70的水溶液仍然是透明液體?？偦钚晕镌?0%的SF-70與AEO-9復(fù)配或SF-70與AES復(fù)配也不會(huì)出現(xiàn)凝膠和結(jié)塊問題。但值得注意的是，其總活性物含量在50%附近時(shí)卻存在凝膠現(xiàn)象?；钚晕锔哂?0%的1307與AEO-9復(fù)配或1307與AES復(fù)配基本呈膏狀和凝膠形態(tài)。由此可見，無論是單獨(dú)異構(gòu)醇醚溶液，還是與AES等復(fù)配，SF-70與1307相比都具有更好的溶液穩(wěn)定性。這也反映，同系表面活性劑的疏水基碳鏈越短，其在水中的溶解度越高。

2.4 水溶分散性

和國(guó)外洗滌溫度較高不同，我國(guó)多數(shù)地區(qū)居民的洗滌溫度在冬天和在夏天相差很大，一般在常溫下（即自來水的溫度）洗滌，這就要求洗滌劑在低溫時(shí)要易于分散溶解。普通洗衣液的活性物較低，一般不存在水溶分散性問題。但活性物含量超過30%的液洗產(chǎn)品往往容易出現(xiàn)分散性不好的問題，倒入室溫的水中易形成團(tuán)狀，且很難分散開，給消費(fèi)者使用帶來不便。

將1g異構(gòu)醇醚等表面活性劑或按有效物含量2∶1復(fù)配的不同濃度溶液倒入10℃或20℃水中，觀察在水中的溶解分散性，結(jié)果見表5和表6。該實(shí)驗(yàn)顯示，異構(gòu)醇醚具有很好的水溶分散性能，其中SF-70和SF-90的水溶分散性最好，能瞬間分散在水中，絲毫沒有凝膠現(xiàn)象；1307和1309的水溶分散性較好；AEO-9的水溶分散性最差，倒入水中會(huì)結(jié)成塊狀，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間攪拌才能溶解。此外，總活性物40%的SF-70與AEO-9復(fù)配或SF-70與AES復(fù)配，其水溶性也很好，在10℃能瞬間分散在水中。總活性物60% 和80%的SF-70和AEO-9復(fù)配后加入10℃水中呈絲狀，20℃基本無任何凝膠現(xiàn)象；而同濃度下SF-70和AES的復(fù)配結(jié)塊很嚴(yán)重，10℃分散性很差。上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明，產(chǎn)品中表面活性劑濃度過高和洗滌水溫太低都會(huì)造成其水溶分散性變差，活性物很高的SF-70與AEO-9復(fù)配物的水溶性明顯好于SF-70與AES復(fù)配。

表4 表面活性劑的低溫穩(wěn)定性試驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)溫度0℃）

表5 表面活性劑的水溶分散性能

表6 SF-70復(fù)配AEO-9與SF-70復(fù)配AES溶液的水溶分散性能

2.5 配方試驗(yàn)

洗衣液由表面活性劑、助洗劑、增效劑等多種成分組成。衣料用液體洗滌劑的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（QB/T 1224-2007）中明確規(guī)定，表面活性劑的濃度為普通型≥12%、濃縮型≥25%，并且外觀穩(wěn)定性好（40±2℃恒溫24h，不分層；-5±2℃恒溫24h，不分層，不沉淀）的均勻液體。由于洗衣液不能添加過多的五鈉（沸石）等助劑，因此洗衣液配方中一定要選擇去污性能強(qiáng)的表面活性劑。AES和AEO-9是目前市售洗衣液中使用較多且去污性能較理想的表面活性劑。通過試驗(yàn)用異構(gòu)醇醚、AEO-9、AES復(fù)配優(yōu)選出低溫穩(wěn)定性好的高濃縮洗衣液配方7#和11#（表7和表8）。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在配方中總活性物一定的情況下，AES和AEO-9的復(fù)配量太多容易出現(xiàn)凝膠現(xiàn)象，且AES相對(duì)AEO-9該現(xiàn)象更為明顯。

參考洗衣液行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，用自配高濃縮洗衣液7#和11#與市售的普通洗衣液進(jìn)行性能對(duì)比試驗(yàn)（見表9）。結(jié)果顯示，自配高濃縮洗衣液對(duì)碳黑污布的去污力高于標(biāo)準(zhǔn)粉和市售洗衣液；自配高濃縮洗衣液對(duì)皮脂污布的去污力與市售洗衣液相近，但都低于標(biāo)粉。另一方面，自配高濃縮洗衣液的產(chǎn)品穩(wěn)定性很好，泡沫適中，溶水有少量絲狀凝膠現(xiàn)象但易溶解。

表7 A組配方

表8 B組配方

表9 自配高濃縮洗衣液與市售品牌洗衣液性能對(duì)比試驗(yàn)

3. 結(jié)論

1）異構(gòu)醇醚具有很好的去污性能，其中1309＞1307＞SF70＞SF90。

2）異構(gòu)醇醚屬于低泡類表面活性劑，異構(gòu)醇醚與AES復(fù)配后泡沫高度和穩(wěn)定性可大大提高。

3）異構(gòu)醇醚中碳鏈較短的SF70比1307具有更好的水溶分散性和高活性物溶液的穩(wěn)定性。

4）不用任何溶劑，優(yōu)選出含異構(gòu)醇醚、AEO-9、AES的高濃縮洗衣液配方。

5）與市售產(chǎn)品相比，自配的兩種高濃縮洗衣液都具有很好的去污性能和產(chǎn)品穩(wěn)定性。

[1] Helianna Kola. 從西毆和美國(guó)市場(chǎng)看洗衣液的配方革新[J]. 中國(guó)洗滌用品工業(yè), 2011(4): 63-65.

[2] 李曉輝, 姚晨之. 《衣料用液體洗滌劑》新修訂標(biāo)準(zhǔn)解讀[J]. 日用化學(xué)品科學(xué), 2011, 34(10): 44-46.

[3] 林炯婧, 張秀娜. 超濃縮洗衣液的配制及性能研究[J]. 日用化學(xué)品科學(xué), 2011,34(10): 24-25.

[4] 李清, Jeff Huh. 硬表面清洗劑配方中表面活性劑的選擇(摘要) [C]. 2011（第31屆）中國(guó)洗滌用品行業(yè)年會(huì). 北京: 中國(guó)洗滌用品工業(yè)協(xié)會(huì), 2011: 21-33.

[5] 陶艷. 特殊功能性表面活性劑在民用硬表面清潔劑中的應(yīng)用[C]. 2011（第八屆）中國(guó)日用化學(xué)工業(yè)論壇. 廣州: 中國(guó)日用化學(xué)工業(yè)研究院, 2011: 52-59.

[6] 趙郁梅, 秦勇, 張高勇. 表面活性劑生物降解度的測(cè)定[J]. 日用化學(xué)工業(yè),2002, 32(6): 60-62.

[7] 南京康迪雅公司. MULTISO 13異構(gòu)十三醇乙氧基化物[J]. 印染助劑, 2001,18(1): 38-39.